المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19

تفسير التبيان
2024-09-20
وجوب النحر أو الذبح في هدي التمتع بمنى.
28-4-2016
طيف الأشعة الصادرة من المصعد: الطيف المميز
2023-09-20
استعمال الكلاب في الحروب.
2024-01-26
تقويم الرقابة السياسية في مرحلة الدعاية الانتخابية
19-3-2022
مراحل التنشئة الخلقية
15-4-2016

Mean Deviation  
  
1513   04:22 مساءً   date: 20-2-2021
Author : Kenney, J. F. and Keeping, E. S.
Book or Source : "Mean Absolute Deviation." §6.4 in Mathematics of Statistics, Pt. 1, 3rd ed. Princeton, NJ: Van Nostrand
Page and Part : ...


Read More
Date: 8-2-2021 1290
Date: 4-4-2021 1275
Date: 11-2-2021 1384

Mean Deviation

The mean deviation (also called the mean absolute deviation) is the mean of the absolute deviations of a set of data about the data's mean. For a sample size N, the mean deviation is defined by

 MD=1/Nsum_(i=1)^N|x_i-x^_|,

(1)

where x^_ is the mean of the distribution. The mean deviation of a list of numbers is implemented in the Wolfram Language as MeanDeviation[data].

The mean deviation for a discrete distribution P_i defined for i=1, 2, ..., N is given by

 MD=sum_(i=1)^NP_i|x_i-x^_|.

(2)

Mean deviation is an important descriptive statistic that is not frequently encountered in mathematical statistics. This is essentially because while mean deviation has a natural intuitive definition as the "mean deviation from the mean," the introduction of the absolute value makes analytical calculations using this statistic much more complicated than the standard deviation

 sigma=sqrt(1/Nsum_(i=1)^N(x_i-x^_)^2).

(3)

As a result, least squares fitting and other standard statistical techniques rely on minimizing the sum of square residuals instead of the sum of absolute residuals.

For example, consider the discrete uniform distribution consisting of n possible outcomes with P_i=1/N for i=1, 2, ..., N. The mean is given by

 x^_=sum_(i=1)^NiP_i=1/Nsum_(i=1)^Ni=1/2(N+1).

(4)

The variance (and therefore its square root, namely the standard deviation) is also straightforward to obtain as

 sigma^2=sum_(i=1)^N(i-x^_)^2P_i=1/(12)(N-1)(N+1).

(5)

On the other hand, the mean deviation is given by

 MD=sum_(i=1)^N|i-x^_|P_i=1/Nsum_(i=1)^N|i-x^_|.

(6)

This can be obtained in closed form, but is much more unwieldy since it requires breaking up the summand into two pieces and treating the cases of n even and odd separately.

The following table summarizes the mean absolute deviations for some named continuous distributions, where B(z;a,b) is an incomplete beta function, B(a,b) is a beta function, Gamma(z) is a gamma function, gamma is the Euler-Mascheroni constant, G_(2,1)^(0,2)(a,b|m) is a Meijer G-function, Ei(z) is the exponential integral function, erf(z) is erf, and erfc(z) is erfc.

distribution M.D.
beta distribution (2alphaB(alpha/(alpha+beta);alpha,beta)-2(alpha+beta)B(alpha/(alpha+beta);alpha+1,beta))/((alpha+beta)B(alpha,beta))
chi-squared distribution ((2e)^(-nu/2)nu^(nu/2+1)(nu+2))/(Gamma(2+1/2nu))
exponential distribution 2/(elambda)
gamma distribution (2e^(-alpha)alpha^alphabeta)/(Gamma(alpha))
Gumbel distribution beta[G_(2,1)^(2,0)(e,gamma^(-1)|1,1; 0)-Ei(sinhgamma-coshgamma)]
half-normal distribution 2/theta[e^(-1/pi)+erf(1/(sqrt(pi)))]
Laplace distribution beta
logistic distribution 2betaln2
log normal distribution 2e^(mu+sigma^2/2)erf(sigma/(2sqrt(2)))
Maxwell distribution 4e^(-4/pi)sqrt(2/pi)sigma[1+e^(4/pi)erf(2/(sqrt(pi)))]
normal distribution sqrt(2/pi)sigma
Pareto distribution alpha/(sqrt(2pi))
Rayleigh distribution sqrt(2pi)erfc((sqrt(pi))/2)
Student's t-distribution (sqrt(nu))/((nu-1)B(1/2nu,1/2))
Student's t-distribution (2sqrt(nu)sigma-nu^(nu/2)sigma^nusqrt(mu^2+nusigma^2))/((nu-1)B(1/2nu,1/2))
triangular distribution 1/6(b-a)
triangular distribution {(2(b+c-2a)^3)/(81(a-b)(a-c))   for a+b<2c; (2(a+c-2b)^3)/(81(a-b)(b-c))   for a+b>2c
uniform distribution 1/4(b-a)

The following table summarizes the mean absolute deviations for some named discrete distributions, where mu=zeta(rho)/zeta(rho+1).

distribution M.D.
Bernoulli distribution 2p(1-p)
binomial distribution 2(1-p)^(N-|_Np_|)p^(|_Np_|+1)(|_Np_|+1)(N; |_Np_|+1)
discrete uniform distribution {1/4N   for N even; ((N-1)(N+1))/(4N)   for N odd
geometric distribution 2(1-p)^(|_1/p_|)|_1/p_|
Poisson distribution (2e^(-nu)nu^(|_nu_|+1))/(|_nu_|!)
Zipf distribution (2[zeta(rho+1)zeta(rho,|_mu_|+1)-zeta(rho)zeta(rho+1,|_mu_|+1)])/(zeta^2(rho+1))

REFERENCES:

Havil, J. "Ways of Means." §13.1 in Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 119-121, 2003.

Kenney, J. F. and Keeping, E. S. "Mean Absolute Deviation." §6.4 in Mathematics of Statistics, Pt. 1, 3rd ed. Princeton, NJ: Van Nostrand, pp. 76-77 1962.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.